英特尔进军RAN市场，欲在竞争中击败Arm

拆解诺基亚最新推出的无线电设备，我们很快就会发现其中包含大量采用新型5纳米制程工艺的晶体管。这些芯片可能源自台湾一家晶圆代工厂，而且就在短短三年之前，我们还完全无法设想这类先进工艺会在除旗舰级智能手机之外的产品中出现。而5纳米制程登陆无线接入网（RAN），也标志着制造商们在先进芯片技术方面正一刻不停地向前探索。

就制程工艺而言，数字越小，则代表芯片越好。简单来讲，更小的制程让芯片制造商能把更多晶体管塞进同一块芯片。对诺基亚这类企业来说，这意味着产品的性能更高、消耗的电力却更少。诺基亚公司移动网络业务部门负责人Tommi Uitto表示，如此一来芯片的容量、连接性、能耗和产品成本都将随之得到优化。

但我们还不清楚，作为一类专用集成电路（ASIC），定制化RAN芯片能否在未来迅速适应这股升级浪潮。每一年，RAN整体市场都能产生400至450亿美元的销售额。与此同时，根据半导体行业协会（SIA）公布的数据，去年整个半导体市场的收入约为5740亿美元。由于体量相对较小，RAN市场似乎不具备从一代制程工艺快速转向下一代制程工艺的研发能力。

英特尔在亚利桑那州的两处工厂正在做建设准备。

性能极限

英特尔当然意识到这部分市场是个机会，也许未来RAN支出中会有几十亿美元从定制芯片产品流向英特尔的x86“通用”处理器当中。英特尔网络与边缘部门负责人Sachin Katti在今年移动世界大会的采访中表示，“我们每18到24个月就进行一次持续交付与更新。而受到市场规模所限，定制芯片无法每18到24个月更新一次设计。”

这个逻辑很有说服力。英特尔公司去年的总收入为631亿美元，甚至比整个RAN行业的体量还大。在主要为服务器中央处理器（CPU）供应x86芯片的数据中心和AI部门，英特尔的销售额约为192亿美元。这些芯片与英特尔打算推向RAN市场的芯片采用了相同的底层技术，因此具备一定通用性。换句话说，英特尔将由此获得更大的潜在市场，有望赚取更多资金用于技术再投入。

上财年各公司研发投入金额（单位为10亿美元）

英特尔的合作伙伴和电信企业对这一言论相当配合，其中也包括日本乐天。乐天公司使用英特尔芯片在日本建立了第四大移动网络，并在英特尔芯片之上又设计出面向其他电信企业销售的软件。乐天旗下供应商子公司Rakuten Symphony首席商务官Rabih Dabboussi表示，“受市场体量的推动，这部分芯片背后拥有大量研发投资，能够为下一代乃至再下一代产品做出远景规划。因此，这些CPU才能突破特定供应商所开发ASIC的性能极限。”

爱立信是目前世界上最大的RAN芯片开发商之一，其承认通用处理器与其ASIC间的差距正在缩小。去年，爱立信在研发领域投入了约46亿美元，但这笔钱并没有全部用于ASIC，云RAN也在最近的收益报告中被确立为另一个重点方向。诺基亚的投资大约为50亿美元，分布在各个网络和软件部门。至于英特尔，其过去一年的研发预算高达175亿美元。

对决Arm

但这场RAN之战并非英特尔与几家网络设备制造商间的直接对抗，决定胜负的核心也不只是制程工艺。大部分传统RAN基础设施中的ASIC采用Arm制定的蓝图，而Arm是一家目前归日本软银所在的英国公司。正如英特尔在服务器领域占据统治地位，Arm也作为全球大部分智能手机上的主导性架构而广为人知。这两位王者，正在将自己的势力推向对方的疆土。

双方有着相当鲜明的区别。在技术层面，x86是一种复杂指令集计算（CISC）架构，而Arm采用精简指令集计算（RISC）。受篇幅所限，本文无法讨论太多，二者之间的边界也互有重叠，但RISC一般以轻量级、低能耗等特点而著称。

我们以苹果为其新一代计算设备开发的Arm M1处理器为例。任何用过上代英特尔芯片MacBook的朋友，肯定都对内部风扇如直升机叶片般呼啸狂圈的场景记忆犹新。在转向M1之后，苹果不仅成功消除了令人烦躁的散热声，还丝毫没有影响到新一代设备的强大性能。

位于德国慕尼黑的苹果研发中心芯片设计实验室。

二者在商业上也存在很大区别：跟英特尔不同，Arm并不亲自制造芯片。相反，Arm会把设计成果授权给多家制造商，其中包括苹果。在RAN方面，Arm的客户包括华为等大型设备制造商，此外还有博通、Marvell、英伟达和高通等半导体专业大厂。在Arm的蓝图之上，各家厂商又贡献了自己的技术魔法，包括与爱立信和诺基亚合作打造自己的定制ASIC。

Arm的拥护者表示，x86对于RAN之内的计算密集型基带处理（即RAN软件栈的L1层）来说并不是最佳选择。来自电信运营商的声音也支持这种判断。沃达丰首席网络官Andrea Dona在最近与分析师和记者会面时，就提到他们公司曾尝试在x86处理器上运行基带功能，并发现电力消耗有所增加。

就连x86处理器的另一大供应商AMD，也明确表示在RAN领域支持Arm。AMD公司电信垂直业务主管Nick Hancock表示，“Arm擅长的就是高级加速，也就是L1层组件的高性能表现。就编写代码的灵活性和易移植性等指标来看，x86是L2和L3层的正确选择。这是迄今为止大多数行业实践得出的结论，我觉得这个结论不会发生根本性转变。”

虚拟化风波

那么，为什么会有人优先考虑x86？简单来讲，对于试图对RAN做虚拟化的电信公司来说，x86确实是最简单的方法。在传统ASIC中，硬件和软件之间紧密联系，实际上使其成了一种垂直的孤岛。如果能将其拆分开来，电信公司就能在支持网络功能和IT工作负载的同一硬件/云平台上托管RAN软件。

这种虚拟化的本质，就是转而使用通用型处理器，而这块市场的主导者目前就是英特尔和AMD。根据Counterpoint Research公布的最新数据，英特尔去年占数据中心CPU市场中约71%份额，而AMD的份额也接近20%。余下仅有约9%归属于其他公司，包括Arm的各许可企业。

正如AMD的Hancock所言，电信行业中没有怀疑x86在RAN软件栈中L2和L3层的适用性。而通过所谓内联加速技术将定制芯片引入L1层，可能会增加复杂性和成本。英特尔的Katti表示，虚拟化的障碍正在于此。

他之前曾在采访中表示，由于ASIC不属于共享资源，所以运营商无法在其中使用跟其他领域相同的Kubernetes工具升级软件（Kubernetes是目前云原生软件的主要开源管理平台）。另外，运营商也会被“锁定”在同一家供应商的硬件和软件包当中。

AMD与英特尔今年在纳斯达克的股价表现。

但其中一些观点目前仍存在争议。首先，英特尔自己的L1层产品中包含一套名为FlexRAN的参考设计，但同样存在严格的供应商锁定问题。沃达丰网络架构总监Yago Tenorio表示，虽然不强迫用户使用，但基于FlexRAN编写的软件无法移植到其他芯片平台，甚至不支持来自AMD的x86芯片。Hancock表示，“从许可表述来看，它就只能在英特尔家的处理器上使用。这就像买了车，却没有车钥匙。”

不少消息人士还提到，Red Hat、VMware和Wind River等公司都允许在此类资产中使用相同的Kubernetes工具。部分互联网巨头似乎也提供这类选项。AMD高级业务总监Gilles Garcia表示，“目前最需要的是一个像VMware、Red Hat或者AWS这样的硬件抽象层，把软件从硬件中独立出来。”

至于共享的意义，虚拟化的最大好处就是将硬件资源汇集起来以供其他非相关功能使用。处理L2和L3层软件的中央单元，在理论上也应该能用于支持其他工作负载。但是，目前几乎没人指望L1层的分布式单元能够分出精力处理其他工作负载。不过问题不大，只要在网络拓扑中专门将L1层设定为使用定制芯片，那它就只需要专门做好这一件事。

前路迷茫

另外还需要算一笔经济账，就是说这种大多搭载在服务器网络接口卡（NIC，也称SmartNIC）上的额外芯片到底有没有成本效益。AMD的Hancock表示，核心网络领域已经在争论这个问题。“看看目前核心网络领域的主要参与者，就知道他们正在认真考虑把一部分工作负载移交给SmartNIC到底有没有经济价值。”

尽管如此，Marvell、高通、英伟达及更多潜在厂商对L1层“商用芯片”的进军标志着RAN市场正在发生重大变化，也是对英特尔RAN雄心的最大威胁。在上一财年之内，这三家公司的研发支出合计超过173亿美元，已经与英特尔在此期间的投资总额大致相当。另外，也没有迹象表明他们在制程工艺方面有什么劣势。

据一位不愿透露姓名的内业高层人士所言，这三家公司都已经从台湾代工大厂台积电处采购了5纳米芯片，反倒是英特尔仍在努力量产7纳米芯片。Sapphire Rapids是英特尔最新一代至强品牌处理器，在今年正式投放市场前已经历多次推迟。英特尔股价在过去两年间下跌了一半，反映出投资者其践行发展路线图和代工业务的担忧。

要想恢复市场信心，英特尔必须避免未来再次出现延误。根据其雄心勃勃的计划，下一代处理器应该使用3纳米技术。然而，电信行业对英特尔能否实现目标普遍持怀疑态度。希望英特尔能够一举成功，这虽然不足以颠覆Arm在RAN领域的统治地位，但至少能让人们再次看到当初那个胸怀大志、势不可挡的芯片巨头。